本文關(guān)鍵詞：高速直升機共軸雙槳轂阻力特性研究

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【摘要】：共軸剛性旋翼直升機在突破常規(guī)構(gòu)型直升機前飛速度極限的同時,會產(chǎn)生巨大的槳轂阻力。本文采用數(shù)值模擬和試驗研究相結(jié)合的方法,對其共軸雙槳轂阻力特性和流動機理進行了研究。主要工作如下:首先,概述了國內(nèi)外在共軸剛性旋翼直升機槳轂阻力特性方面的研究狀況,指出了其中的難點和問題,闡明了針對此問題本文需要開展的工作�；谝延械腃FD計算方法,在第二章中建立了一套適用于大分離流場模擬計算的計算模型,并對其進行了單獨直升機機身算例驗證,證明了其有效性。并在此基礎(chǔ)上對典型共軸雙旋翼直升機模型進行了計算,簡要分析了其槳轂阻力巨大的原因,并探索了相應(yīng)的減阻措施。采用第二章的計算方法,第三章著重對槳轂孤立部件進行了CFD計算,分析了不同槳轂整流罩外形、不同中間軸整流罩外形和不同塔座外形的阻力大小以及流場特性。基于第三章的研究結(jié)論,第四章組合了六種槳轂組合模型,分別對其開展了數(shù)值計算,并分析了不同長軸長度槳轂整流罩模型、不同弦長中間軸整流罩模型以及不同弦長塔座模型對高速共軸雙旋翼直升機槳轂組合模型阻力特性的影響規(guī)律,為試驗研究提供了參考。結(jié)果表明,單純改變槳轂整流罩外形,不能有效減小槳轂阻力,須減小或消除中間軸后方的氣流分離。在第五章中,自行設(shè)計了一個共軸雙槳轂?zāi)Ｐ驮囼炑b置,并基于此試驗裝置,采用天平測力和油流顯示的方式對不同的共軸雙槳轂組合模型進行了風(fēng)洞試驗,驗證并補充了計算結(jié)果。試驗結(jié)果表明,共軸雙槳轂試驗?zāi)Ｐ偷淖枇κ軐ΨQ光滑槳轂旋轉(zhuǎn)運動的影響基本可忽略;各整流部件間縫隙對模型所受阻力影響較大,大縫隙會使試驗?zāi)Ｐ妥枇υ龃?各整流部件分離尾流存在較大的氣動干擾,使模型所受阻力明顯增加,長中間軸整流罩和長塔座能有效減小槳轂阻力。
【關(guān)鍵詞】：共軸剛性旋翼直升機 槳轂阻力特性 槳轂孤立部件 槳轂組合模型 共軸雙槳轂?zāi)Ｐ驮囼炑b置
【學(xué)位授予單位】：中國空氣動力研究與發(fā)展中心
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V275.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 引言10-22
• 1.1 研究背景10-13
• 1.2 國外研究現(xiàn)狀13-21
• 1.2.1 槳轂阻力分布13
• 1.2.2 槳轂阻力特性13-19
• 1.2.3 槳轂阻力預(yù)測19-21
• 1.3 國內(nèi)研究現(xiàn)狀21
• 1.4 本文的研究內(nèi)容21-22
• 第二章 CFD方法和共軸雙槳轂流場及阻力特性初步分析22-38
• 2.1 流體控制方程組22-24
• 2.2 流體湍流模型24-26
• 2.3 計算網(wǎng)格劃分26-28
• 2.3.1 附面層處理26-27
• 2.3.2 網(wǎng)格生成27-28
• 2.4 差分格式與邊界條件28-29
• 2.4.1 差分格式28-29
• 2.4.2 邊界條件29
• 2.5 計算方法驗證29-31
• 2.6 典型共軸雙旋翼直升機槳轂流場及阻力特性計算分析31-36
• 2.6.1 槳轂流場特性分析32-33
• 2.6.2 槳轂孤立部件阻力特性分析33
• 2.6.3 槳轂阻力產(chǎn)生機理分析33-36
• 2.7 共軸剛性旋翼直升機槳轂減阻措施分析36
• 2.8 本章小結(jié)36-38
• 第三章 槳轂孤立部件阻力特性38-58
• 3.1 孤立整流罩模型38-40
• 3.2 槳轂整流罩阻力特性40-50
• 3.2.1 不同短軸長度橢圓形槳轂整流罩模型阻力特性41-44
• 3.2.2 不同長軸長度橢圓形槳轂整流罩模型阻力特性44-46
• 3.2.3 不同長軸長度飛碟形槳轂整流罩模型阻力特性46-49
• 3.2.4 不同長軸長度上下非對稱槳轂整流罩模型阻力特性49-50
• 3.3 中間軸整流罩模型阻力特性50-54
• 3.3.1 翼尖整流罩對中間軸整流罩阻力的影響50-52
• 3.3.2 不同弦長中間軸整流罩模型阻力特性52-54
• 3.4 塔座模型阻力特性54-57
• 3.5 本章小結(jié)57-58
• 第四章 槳轂組合模型阻力特性58-73
• 4.1 組合模型58-59
• 4.2 不同長軸長度槳轂整流罩模型對組合模型阻力的影響59-64
• 4.3 不同弦長中間軸整流罩模型對組合模型阻力的影響64-69
• 4.4 不同弦長塔座模型對組合模型阻力的影響69-72
• 4.5 本章小結(jié)72-73
• 第五章 共軸反轉(zhuǎn)雙槳轂?zāi)Ｐ驮囼炑芯?/span>73-81
• 5.1 共軸雙槳轂?zāi)Ｐ驮囼炑b置73
• 5.2 試驗?zāi)Ｐ?/span>73-74
• 5.3 試驗風(fēng)洞和測量系統(tǒng)74-76
• 5.3.1 試驗風(fēng)洞74-75
• 5.3.2 盒式天平測量系統(tǒng)75-76
• 5.4 試驗結(jié)果分析76-80
• 5.4.1 旋轉(zhuǎn)運動對阻力特性的影響76-77
• 5.4.2 縫隙對阻力特性的影響77-78
• 5.4.3 外形參數(shù)對阻力特性的影響78
• 5.4.4 試驗結(jié)果與計算結(jié)果對比78-80
• 5.5 本章小結(jié)80-81
• 第六章 研究工作總結(jié)及展望81-84
• 6.1 本文的主要工作內(nèi)容及研究總結(jié)81-82
• 6.2 進一步的研究工作及展望82-84
• 參考文獻(xiàn)84-86
• 致謝86-87
• 在攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文87

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